Способы утилизации и обезвреживания отходов полимеров

Повторному использованию отходов термопластов, как правило, предшествуют измельчение и гранулирование. С этой целью разработаны специальные машины и установки для получения вторичного сырья, которое по форме и размерам соответствует первичному сырью.

Первичное сырье, используемое при переработке пластмасс, представляет собой главным образом гранулы со стандартной величиной зерен, с постоянной объемной массой и хорошей сыпучестью.

Механизм разрушения полимерных материалов принципиально отличается от процессов, протекающих при измельчении низкомолекулярных соединений, так как энергия разрушения полимеров расходуется главным образом на механические потери. Это относится как к пластмассам, так и в еще большей степени к резинам, т.е. материалам, способным к значительным обратным деформациям. Поэтому оптимальные условия для измельчения отходов полимерных материалов возникают при высоких скоростях деформирования. Разрушению способствует также снижение температуры, при которой материал становится стеклообразным, хрупким, или повышение температуры до значений, когда его прочностные свойства резко падают. Крупногабаритные отходы пластмасс предварительно нарезаются на циркулярных пилах или ленточно-пильных станках.

Рис.2. Конструкция роторно-ножевого измельчателя с водяным охлождением: 1 - поворотная плита; 2 - электродвигатель; 3 - лоток; 4 - сьмная калибрующая решотка; 5 - ротор; 6 - татор; 7 - маслоотражаели; 8 - ножи ротора; 9 - загрузочный бункер; 10 - маховик; 11 - упорные подшипники; 12 - маслодробители; 13 - регулируемые ножи статора; 14 - штуцер для подачи воды.

Для измельчения широко используются режущие грануляторы, переработка отходов в которых происходит между роторными и статорными ножами, а сито, расположенное в нижней части машин, определяет заданную величину зерен. Конструкция роторно-ножевого измельчителя изображена на рис. 2.

Производительность измельчителя определяется видом отходов, а также конструктивными особенностями установки: числом и длиной ножей, а также частотой вращения ротора. В процессе работы производительность роторных измельчителей падает вследствие износа ножей. Поэтому при падении производительности измельчителя на 20-30% от первоначального значения при работе на одном материале необходимо затачивать ножи.

Степень измельчения отходов определяется размером ячеек сита, ограждающего камеру помола со стороны выхода измельченного материала. Размер частиц измельченных отходов колеблется от 3 - 5 до 25 - 30 мм. Роторные измельчители при работе издают сильный шум. С целью его уменьшения измельчитель вместе с двигателем и вентилятором заключают в шумозащитный кожух, что позволяет снизить уровень шума на 10 - 15 дБ.

При измельчении отходов вязких термопластов основное количество энергии превращается в тепло и лишь ничтожно малое количество расходуется на разрушение материала. Это снижает производительность оборудования, приводит к налипанию расплавленного в результате разогрева пластика на части оборудования. Так, производительность роторных дробилок по сравнению с паспортными данными составляет всего 20 - 30% для полиэтилена и 35 -55% для полиамида. Поэтому в ножевых измельчителях часто используют охлаждение отходов и деталей дробилок водой. Более перспективно использование криогенного измельчения. После глубокого охлаждения таких отходов в среде жидкого азота (температура испарения - минус 195,8 °С) полимер переходит в стеклообразное состояние и становится хрупким, что значительно упрощает его измельчение.

Некоторые виды отходов можно измельчать после охлаждения в среде сжиженного углекислого газа (температура испарения - минус 78,5 °С). Хладагенты вводят непосредственно в дробилку или используют специальный конвейер, на котором пластмассовые отходы предварительно охлаждаются, а затем в охлажденном виде подаются на измельчение.

Криогенная техника измельчения полимерных, отходов по сравнению с измельчением при комнатной температуре имеет ряд преимуществ. В частности, расход энергии на измельчение полимерных отходов на одной из таких установок, созданных и используемых в Японии для утилизации полимерных деталей выпускаемой фирмой "Хитачи" электробытовой аппаратуры, составляет 6 Вт-ч/кг отходов по сравнению с 24 на обычной установке.

При измельчении тонких и легких отходов (обрезков пленки, волокон, переплетов, остатков тканей и ковров из синтетических полимеров, искусственных кож и т.д.) с помощью роторных измельчителей получают обрезки с незначительной объемной массой и плохой сыпучестью, дальнейшая переработка которых на существующем технологическом оборудовании практически невозможна. Отходы такого типа, имеющие насыпную массу менее 0,25 г/см3, превращают в гранулят с помощью плавления.

Для подготовки к переработке объемных отходов пластмасс, например пленки, используют агломерацию. Агломераторы обеспечивают непрерывное приготовление сыпучего гранулята из пленочных, волокнистых и пористых отходов термопластов всех видов: полиэфирных, полипропиленовых, полистирольных, полиамидных, поливинилхлоридных и др.

Перейти на страницу: 1 2 3 4

Другие статьи

Методика биотестирования на хирономидах Chironomus dorsalis
Хирономид в количестве 10 штук высаживали в чашки Петри, это преимущественно личинки 2 и 3 стадии. В ходе хронического опыта гидробионтов кормили дрожжами, вводя в каждую чашку Петри по 1 мл су ...

О здоровом образе_НаркоАлкоКур
Курение, употребление алкоголя и наркотиков несовместимы со здоровым образом жизни. Академик Иван Петрович Павлов говорил: "Не пейте вина, не огорчайте сердце табачищем - и проживет ...

Состав и структура фитоценозов урочища Поднависла
Горячеключевской район отличается уникальным комплексом климатических и орографических элементов, что создает благоприятные условия для развития здесь экосистем широколиственных лесов. Лесны ...